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1、新集二矿保护层开采方案优化与二水平瓦斯抽放技术研究国投新集能源股份有限公司新集二矿保护层开采方案优化与二水平瓦斯抽放技术研 究 报 告国投能源股份有限公司新集二矿101目 录1 矿井概况11.1井田构造11.2煤层与煤质21.3 开拓开采状况及储量41.4 矿井通风、瓦斯情况51.5 突出危险性鉴定及突出情况61.6 煤层自燃、煤尘爆炸性及涌水情况72 矿井突出煤层瓦斯参数92.1 13-1煤层瓦斯基本参数92.2 8煤层瓦斯基本参数112.3 6-1煤层瓦斯基本参数143 矿井一水平保护层开采方案173.1 开采8煤层保护6-1煤层173.2 开采11-2煤层保护13-1煤层264 保护层开
2、采效果考察324.1 效果考察指标324.2 考察方法344.3 2611被保护层工作面保护效果考察354.4 W1607被保护层工作面保护效果考察404.5 1306被保护层工作面保护效果考察425 工作面煤层瓦斯治理及效果分析455.1 6-1煤、8煤、13-1煤瓦斯治理措施455.2 6-1煤、8煤、13-1煤瓦斯治理效果考察465.3 6-1煤、8煤、13-1煤瓦斯治理措施的优化505.4 6-1煤、13-1煤钻孔有效抽放半径676 二水平瓦斯治理规划706.1 瓦斯治理方法选择706.2 保护层开采及卸压瓦斯强化抽采设计756.3 预抽煤层瓦斯设计896.4 工作面回采期间的瓦斯治利
3、937 结论与建议947.1 结论947.2 建议981 矿井概况国投新集公司新集二矿位于安徽省淮南市凤台县城西约12km处，其东与新集三矿井田接壤，西与新集一矿毗邻。矿区地势平坦，属平原地貌，地表标高为+18+24m。地表水系主要由西淝河、花家湖及其支流构成。矿区交通便利，可通过铁路、公路和水路外运。矿井于1996年10月建成投产，设计生产能力为150万t /a，改扩建后生产能力为300万t/a。2005矿井实际产量309万t。1.1井田构造新集二矿位于淮南复向斜谢桥向斜南翼，颍凤区阜凤推覆构造中段，构造线方向近东西。本井田构造情况如图1-1所示。图1-1 花家湖井田构造示意图由于受自南向北
4、的应力作用，形成了以阜凤逆冲断层为主体的自南向北的上叠式推覆构造，推覆体主要由下元古界、寒武系、奥陶系及部分石炭二叠系地层组成，地层走向近东西，总体倾向北，倾角变化大，局部倒转。推覆体内分支断层发育，有F02、F03断层，二者走向近东西，大致平行，这些断层在剖面上显示浅部倾角陡，向深部倾角变缓，呈叠瓦状合并到一个主推覆面上。阜凤逆冲断层是一个宽缓圆滑的曲面，总体趋势向南倾斜，沿倾向产状变化大，前锋带倾角较大，6080，中间带倾角逐渐变缓，一般在5左右，局部地段近水平或倾向北，局部被寿县老人仓断层切割。区域性大断层阜凤逆冲断层位于本区南部，对全区的构造具有明显的控制作用，受其影响，煤系地层倾角变
5、化较大，岩石多受挤压变形，裂隙发育，岩层破碎，滑面丰富且发育，并伴有一系列小型逆冲断层及褶皱，地层中无论在走向上还是倾向上缓波状起伏较大。根据陆地和水面地震勘探资料反映，由于受南北主构造应力的影响和控制，次一级褶皱构造、中小断层及小褶曲较为发育。井田内岩浆活动轻微，基本上没有或很少有岩浆侵入。构造类型比较复杂，原地系统以高角度正断层为主(7条)，逆断层很少(2条)。总体为一单斜构造，浅部地层产状平缓，一般510；中部1020，往深部倾角逐渐增大，一般为2530。1.2煤层与煤质主要煤层赋存于二叠系山西组及上、下石盒子组7个含煤段中，从上至下分别为：13-1、11-2、11-1、9上、9、8、7
6、-2、7-1、6-1上、6-1、5-2、4-2、1上、1煤层，煤层总厚度31.31m，煤系地层综合柱状见图1-2；其中全井发育稳定主要可采煤层共5层，从上往下依次为13-1煤、11-2煤、8煤、6-1煤、1煤，总厚度21.42m。各可采煤层特征见表1-1。除11-2、6-1煤层灰份大于25%，属中富灰煤外，其余各可采煤层灰分均小于25%，属于低中灰煤；煤尘爆炸指数为36.9438.16%，煤层自然发火期为36个月；煤质以特低硫、特低磷、富焦油及中高发热的1/3焦煤为主，其次为气煤。13-1为气煤、11-2、8、6-1煤层为1/3焦气煤。发热量均大于25MJ/kg，呈由浅到深随变质程度增高而增大
7、趋势。图1-2 煤系地层综合柱状图表1-1 新集二矿可采煤层特征表煤层名称煤厚(m)极值/平均值层间距(m)极值/平均值稳定性夹矸层数煤层结构顶底板岩性顶板底板11.135.80/3.3994138/1081561/3351138/836692/76稳定1简单泥岩泥岩、砂质泥岩6-11.028.19/3.36较稳定1简单泥岩、炭质泥岩砂岩81.594.73/3.41稳定0单一泥岩、砂质泥岩泥岩、砂质泥岩11-22.294.84/3.64稳定13简单细砂岩、中砂岩泥岩、砂质泥岩13-11.512.79/6.06较稳定12简单泥岩、砂质泥岩泥岩、砂质泥岩1.3 开拓开采状况及储量矿井开拓方式为立井
8、、主要石门、集中运输大巷、分区石门开拓，采用主、副、风三立井开拓，一水平标高为-550m，二水平标高为-750m，辅助水平为-450m，现延深至-650m水平。目前生产集中在-320m-600m阶段。矿井两翼开采，共分三个采区，即中央采区（东、西两翼）、东翼采区、西翼采区，其中东采区暂无采掘工作面，采掘工作面分布在中央采区及西翼采区。煤层开采顺序为先采8、11-2、6-1煤，最后采13-1煤。煤层采用走向长壁综合机械化开采，一次采全高，全部垮落法管理顶板，边角煤采用走向长壁炮采工艺回采。全井田东西走向长约为6km，南北宽为5km，面积为30km2。截止2005年底，全矿井-1000m水平以上地
9、质储量48486.6万t、工业储量25658.7万t、高级储量10554.1万t，可采储量15673.2万t。其中-550m以上，地质储量11129.0万t、工业储量9877.0万t、高级储量4121.5万t、可采储量5638.5万t。-800m水平以上地质储量22337.4万t、工业储量13020.8万t、高级储量6402.0万t、可采储量8367.0万t。全矿井主采煤层地质储量中，13-1煤层8647.8万t；11-2煤层5294.2万t；8煤层5252.1万t；6-1煤层4819.1万t；1煤层7000.2万t。1.4 矿井通风、瓦斯情况1.4.1矿井通风矿井通风方式为中央并列通风方式，
10、副井、主井进风，中央风井回风。通风方法为抽出式，矿中央风井装有2台同等能力的轴流式风机，型号为GAF-28-14-1;配用2500kW电机，一台使用一台备用。矿井具备完整独立的通风系统，实行分区通风，各区域均设置专用回风上山，回风直接进入矿井总回风巷。目前，矿井总进风量为17804m3/min，矿井总回风量达18575m3/min，矿井总等积孔为6.54m2，负压3385Pa。1.4.2 瓦斯基本情况主采煤层6-1煤层、8煤层、11煤层和13-1煤层，瓦斯压力和含量都比较大，其中6-1煤层、8煤层和13-1煤层具体突出危险性，6-1煤层测定的最大瓦斯压力为1.92MPa（标高-490m），煤层
11、瓦斯含量为7.42m3/t，8煤层测定的最大瓦斯压力为2.7MPa（标高-611.9m），煤层瓦斯含量为9.78 m3/t，11煤层测定的最大瓦斯压力为2.11MPa（标高-631m）， 13-1煤层测定的最大瓦斯压力为1.92MPa（标高-487.8m），煤层瓦斯含量为7.33 m3/t。根据2005年度瓦斯等级鉴定结果，见表1-2，绝对瓦斯涌出量为41.55 m3/min，相对瓦斯涌出量为6.48 m3/t，为煤与瓦斯突出矿井。表1-2 矿井瓦斯涌出及等级鉴定年度CH4绝对量CH4相对量生产区准备区采空区审定结果/m3/min/m3/t/%/%/%199725.265.4069.9518.
12、8411.21低199855.1737.8577.712.310低199934.6611.352.7412.0635.19高200035.865.9256.0530.0613.89高200132.916.1166.2125.927.87高200245.066.52472330高200334.185.26562717突出矿井200439.836.3062308突出矿井200541.556.48632710突出矿井1.5 突出危险性鉴定及突出情况1.5.1 突出危险区域划分2002年，抚顺煤科分院对矿井中央采区二水平区域（-550m-750m）突出危险性进行了划分，划分结果见表1-3。表1-3 二
13、水平突出危险区域划分煤层无突出危险区突出威胁区突出危险区13-1煤层-550m以浅-550m-600m-600m-750m8煤层-550m以浅-550m-750m6-1 煤层-550m以浅-550m-600m-600m-750m13-1煤：-550m以浅（地质剖面01013勘探线之间）为无突出危险区，-550m-600m为突出威胁区，中央采区-600m-750m为突出危险区。8煤：-550m以浅（南以8煤层-450m等高线为界，北以8煤层-550m等高线为界，西至1勘探线，东以09勘探线为界）为无突出危险区，中央采区-550750m为突出危险区。6-1 煤：-550m以浅（南以6-1煤层-45
14、0m等高线为界，北以6-1煤层-550m等高线为界，西至1勘探线，东以09勘探线为界）为无突出危险区，-550m-600m以浅为突出威胁区，中央采区-600m-750m以浅为突出危险区。2004年河南理工大学对矿井瓦斯地质情况进行了研究，认定二水平可采煤层13-1、8、6-1煤层具有突出危险性。1.5.2 矿井突出情况在矿井采掘过程中共发生过6次瓦斯动力现象，全部发生的8煤层，突出煤量和瓦斯量情况见表1-3。1）98年10月21日，1812工作面距主石门480m，压出煤85t，瓦斯1370m3。2）98年10月31日，1812工作面距主石门460m，压出煤90t，瓦斯1140 m3。3）98年
15、11月1日，1812工作面距主石门455m，压出煤50t，瓦斯1820 m3。4）2003年1月8日，-650中央轨道石门揭8煤压出煤53t，瓦斯1296 m3。5）1812下山掘进压出煤6.3t，瓦斯43 m3。6）东1810机巷(-583.0)掘进至970米时压出煤13t，瓦斯60 m3。表1-3 动力现象统计表序号时间地点煤量/t瓦斯量/m3198.10.211812工作面距主石门480m851370298.10.311812工作面距主石门460m901140398.11.11812工作面距主石门455m50182042003.1.8-650中央轨道石门揭8煤53129651997.2.
16、111812下山掘进6.34361999.10.8东1810机巷(-583.0)掘进至970m13601.6 煤层自燃、煤尘爆炸性及涌水情况矿井开采的各煤层均具有自然发火倾向性，属级易自燃煤层，自然发火期36个月。煤尘具有爆炸性，爆炸指数为35.4744.3。矿井水文地质类型为中等偏复杂。根据一水平（-550m）采掘揭露资料和二水平的-650 m辅助水平地质及水文地质条件研究，全矿井（-550m、-650 m二个水平）正常涌水量699m3/h。矿井充水及影响煤层开采的主要水源有：煤层顶板砂岩水、构造裂隙水、顶底板灰岩水、封闭不良钻孔水、老塘及老硐水。矿井各套系统安装齐全，包括KJ90安全监控系
17、统、KSS-200型矿井火灾束管微机监控系统、制氮灭火系统和防尘系统，这些系统的安装为防止煤矿灾害事故的发生提供了保障。2 矿井突出煤层瓦斯参数矿井发育稳定的主要可采煤层共5层，从上往下依次为13-1煤、11-2煤、8煤、6-1煤和1煤，其中13-1煤、8煤和6-1煤具有突出危险性。2.1 13-1煤层瓦斯基本参数煤层瓦斯压力实测值见表2-1。表2-1 实测瓦斯压力汇总表序号测压点位置埋深/m标高/m压力值/MPa1-550回风反上山上口绞车房437-4171.221308机巷240m处510-4901.923-650m中央轨道石门643-6231.641308机巷284m处507.7-487
18、.71.55-650m皮带石门670-6501.45根据煤层瓦斯赋存规律，在地质构造变化不大的区域，煤层瓦斯压力随埋深的增加成线性关系。在测定煤层瓦斯压力的过程中，由于封孔质量、钻孔水和地质构造等原因很难准确测出煤层的瓦斯压力，下面以瓦斯压力与埋深成线性关系为基础计算不同煤层标高处的煤层瓦斯压力。由表可得埋深与煤层瓦斯压力的关系图2-1。图2-1 13-1煤层瓦斯压力与埋深的对应关系根据统计分析，煤层瓦斯压力与埋深的变化关系为：P0.0018H+0.42式中：P煤层瓦斯压力，MPa；H煤层的埋藏深度，m。采用间接法计算13-1煤层瓦斯含量。表2-2 13-1煤层工业分析及吸附结果采样地点工业分
19、析结果真密度/t/m3视密度/t/m3空隙率/%吸附常数水份/%灰份/%挥发份/%ab1308风巷2.9815.538.521.471.348.8421.9560.5986-550回风反上山上口绞车房1.8518.6539.561.471.358.1620.470.6051注：计算中采用两者的平均值。将煤层瓦斯压力、工业分析和吸附结果等参数带入瓦斯含量计算公式可得到煤层瓦斯含量随埋深的关系曲线，见图2-2。图2-2 13-1煤层瓦斯含量与埋深的对应关系根据煤层瓦斯压力梯度线和煤层瓦斯含量曲线可以得到各煤层标高处煤层瓦斯压力和煤层瓦斯含量推算值，见表2-3。表2-3 13-1煤层瓦斯压力和瓦斯含
20、量推算值煤层标高瓦斯压力/MPa瓦斯含量/m3/t备注-4101.194.26一水平-4401.256.13-4701.306.82-5001.367.47-5301.418.02-5501.458.38-5901.529.04二水平-6201.579.41-6501.619.82-6801.6810.19-7101.7310.51-7501.8111.03-7801.8611.34三水平根据表2-3可知，13-1煤层一水平最大瓦斯压力为1.45MPa，最大煤层瓦斯含量为8.38 m3/t；二水平煤层瓦斯压力为1.521.81MPa，煤层瓦斯含量为8.3811.03m3/t，进入第二水平，煤层
21、瓦斯压力和煤层瓦斯含量逐渐升高。13-1煤层平均厚度为6.06m，在开采过程中煤层瓦斯涌出量较大，因此为了保证矿井13-1煤层的安全回采，应提前制定瓦斯治理技术规划，采用区域瓦斯治理方法，变高瓦斯突出煤层为低瓦斯非突出煤层，实现13-1煤层的安全高效开采。2.2 8煤层瓦斯基本参数煤层瓦斯压力实测值见表2-4。表2-4 8煤层实测瓦斯压力汇总表序号测压点位置埋深/m标高/m压力值/MPa1-650m 8煤皮带下山609.5-589.51.62-650m中央轨石门631.9-611.92.73-550m回风反上山下口580.4-560.41.44-650m轨道石门650-6301.72由表可得埋
22、深与煤层瓦斯压力的关系图2-3。图2-3 8煤层瓦斯压力与埋深的对应关系根据统计分析，煤层瓦斯压力与埋深的变化关系为：P0.0069H2.59式中：P煤层瓦斯压力，MPa；H煤层的埋藏深度，m。8煤层的瓦斯压力梯度取0.0069MPa/m，因有效瓦斯压力值较少，无法直接确定瓦斯压力梯度值。但根据实践经验，在含煤地层，随着埋深的增加，单位深度内瓦斯压力增加值与静水压力相当，即煤层瓦斯压力变化梯度取0.0069MPa/m。采用间接法计算8煤层瓦斯含量。表2-5 8煤层工业分析及吸附结果采样地点工业分析结果真密度/t/m3视密度/t/m3空隙率/%吸附常数水份/%灰份/%挥发份/%ab1812采面2
23、.517.638.131.471.348.8420.8730.9186-550回风反上山下口3.0119.1535.351.521.3113.8215.3321.5737注：计算中采用两者的平均值。将煤层瓦斯压力、工业分析和吸附结果等参数带入瓦斯含量计算公式可得到煤层瓦斯含量随埋深的关系曲线，见图2-4。图 8煤层瓦斯含量与埋深的对应关系图2-4 8煤层瓦斯含量随埋深的变化关系根据煤层瓦斯压力梯度线和煤层瓦斯含量曲线可以得到各煤层标高处煤层瓦斯压力和煤层瓦斯含量推算值，见表2-6。表2-6 8煤层瓦斯压力和瓦斯含量推算值煤层标高瓦斯压力/MPa瓦斯含量/m3/t备注-4100.385.12一水
24、平-4400.596.29-4700.797.16-5001.077.82-5301.218.41-5501.348.73-5901.629.35二水平-6201.839.76-6501.9610.11-6802.2410.42-7102.4510.74-7502.7211.12-7802.9311.39三水平根据表2-6可知，8煤层一水平最大瓦斯压力为1.34MPa，最大煤层瓦斯含量为8.73 m3/t；二水平煤层瓦斯压力为1.622.72MPa，煤层瓦斯含量为8.7311.12m3/t。矿井发生的几次煤与瓦斯突出都发生在8煤层，进入第二水平，煤层瓦斯压力和煤层瓦斯含量逐渐升高。为了保证矿井
25、8煤层的安全回采，应提前制定瓦斯治理技术规划，采用区域瓦斯治理方法，变高瓦斯突出煤层为低瓦斯非突出煤层，实现8煤层的安全高效开采。2.3 6-1煤层瓦斯基本参数煤层瓦斯压力实测值见表2-7。表2-7 6-1煤层实测瓦斯压力汇总表序号测压点位置埋深/m标高/m压力值/MPa1-550西大巷1钻场534.8-514.81.32-650中央轨道石门630.6-610.62.75(含水)3-550西翼运输巷118m549.3-529.31.64-550西大巷140m处550.8-530.80.49由表可得埋深与煤层瓦斯压力的关系图2-5。图2-5 6-1煤层瓦斯压力与埋深的对应关系根据统计分析，煤层瓦
26、斯压力与埋深的变化关系为：P0.007H2.47式中：P煤层瓦斯压力，MPa；H煤层的埋藏深度，m。6-1煤层的瓦斯压力梯度取0.007MPa/m，因有效瓦斯压力值较少，无法直接确定瓦斯压力梯度值。但根据实践经验，在含煤地层，随着埋深的增加，单位深度内瓦斯压力增加值与静水压力相当，即煤层瓦斯压力变化梯度取0.007MPa/m。采用间接法计算6-1煤层瓦斯含量。表2-8 6-1煤层工业分析及吸附结果采样地点工业分析结果真密度/t/m3视密度/t/m3空隙率/%吸附常数水份/%灰份/%挥发份/%ab-550西翼运输大巷1.916.4138.41.441.365.5622.5380.6371将煤层瓦
27、斯压力、工业分析和吸附结果等参数带入瓦斯含量计算公式可得到煤层瓦斯含量随埋深的关系曲线，见图2-6。图 2-6 6-1煤层瓦斯含量随埋深的变化关系根据煤层瓦斯压力梯度线和煤层瓦斯含量曲线可以得到各煤层标高处煤层瓦斯压力和煤层瓦斯含量推算值，见表2-9。根据表2-9可知，6-1煤层一水平最大瓦斯压力为1.52MPa，最大煤层瓦斯含量为9.02 m3/t；二水平煤层瓦斯压力为1.522.92MPa，煤层瓦斯含量为9. 0212.13m3/t。进入第二水平，煤层瓦斯压力和煤层瓦斯含量逐渐升高。为了保证矿井6-1煤层的安全回采，应提前制定瓦斯治理技术规划，采用区域瓦斯治理方法，变高瓦斯突出煤层为低瓦斯
28、非突出煤层，实现6-1煤层的安全高效开采。表2-9 6-1煤层瓦斯压力和瓦斯含量推算值煤层标高瓦斯压力/MPa瓦斯含量/m3/t备注-4100.543.72一水平-4400.755.44-4700.966.72-5001.177.73-5301.388.55-5501.529.02-5901.89.84二水平-6202.0110.36-6502.2210.83-6802.4311.26-7102.6411.65-7502.9212.13-7803.1312.46三水平3 矿井一水平保护层开采方案矿井主采煤层6-1煤层、8煤层和13-1煤层瓦斯压力大、含量高，为突出危险煤层，-550m以下都具有
29、突出危险性。目前矿井开采进入一水平深部，一水平6-1煤层瓦斯最大压力为1.52Mpa，含量为9.02m3/t，一水平8煤层瓦斯最大压力为1.34MPa，含量为8.73m3/t，一水平13-1煤层最大压力为1.45MPa，含量为8.38m3/t，该区域各煤层瓦斯压力和含量相对较高。为了各突出煤层的安全高效开采，并结合国家的方针政策，采取保护层开采技术治理煤层瓦斯，即开采8煤层保护6-1煤层，开采11-2煤层保护13煤层，下面把目前的保护层开采方案做一下总结。3.1 开采8煤层保护6-1煤层 8煤层平均煤厚为3.41m，6-1煤层平均厚度为3.36m，8煤层位于6-1煤层的上部，层间距为1561m
30、，平均层间距为33m，两层煤都具有突出危险性，8煤层的突出强度大于6-1煤层，但由于6-1煤层位于8煤层的下部，8煤层位于6-1煤层的冒落带的顶部，开采6-1煤层会破坏8煤层的开采条件，因此选用开采8煤层做为上保护层来保护6-1煤层的开采。3.1.1 保护层与被保护层的基本参数保护层基本参数：煤层编号：8煤层煤层厚度：1.594.73m煤层倾角：平均20最大煤层瓦斯压力：1.34MPa（一水平）最大煤层瓦斯含量：8.73m3/t突出危险性：具有突出危险性该区域煤层赋存稳定，煤层较厚，适合于采用综合机械化采煤，按综合机械化设计，工作面设计平均日产量为20003000t。被保护层基本参数：煤层编号
31、：6-1煤煤层厚度：1.028.19m煤层倾角：平均20最大煤层瓦斯压力：1.52MPa（一水平）最大煤层瓦斯含量：9.02m3/t煤层危险性：具有突出危险性该区域煤层较厚，赋存稳定，适合于综合机械化采煤。按综合机械化采煤设计，在卸压范围内工作面设计平均日产量为20003000t。3.1.2 保护范围保护范围是指保护层开采后，在空间上使突出危险煤层完全消除突出危险的有效范围。根据防治煤与瓦斯突出细则的有关规定，应根据矿井实际考察结果确定保护范围，对暂无实测数据的矿井，可参考表3-2确定。1）层间的保护范围表3-1给出了各种煤层条件下满足保护层开采的最大层间距。表3-1 保护层与被保护层之间的有
32、效垂距表煤层倾斜类别最大有效垂距/m上保护层下保护层急倾斜煤层6080缓倾斜或倾斜煤层501006-1煤层与8煤层间距为1561m，平均为33m，小于细则中规定的上保护层最大保护层间距，能够满足层间距要求。2）倾斜方向的保护范围可参考图3-1与表3-2的数据确定。1223333图3-1 保护层沿倾斜方向的保护范围1保护层；2被保护层；3保护层边界线表3-2 保护层开采后沿倾斜方向的卸压角煤层倾角/卸压角/080807575107783757520748675753070908070406793807050649680706062988070706496807280689278759075757
33、580煤层倾角20，则下部卸压角=75，上部卸压角=75。相对于保护层工作面，被保护层工作面的卸压范围在倾向上内错距离分别为：式中：为层间距，33m；为机巷侧的内错距离，/m；为风巷侧的内错距离，/m。将数据带入公式计算出风巷、机巷侧的内错距离为分别8.8m，即若被保护层工作面严格按照保护范围进行布置，则被保护层工作面倾向长度比保护层工作面倾向长度短17.6m。3）走向方向的保护范围在被保护层中，走向方向的保护范围可按卸压角划定，走向方向的卸压角按60设计。保护层工作面走向长度减去工作面开切眼和停采线卸压角造成的内错距离就是被保护层在走向方向的保护长度，按60o计算内错距离为： 开切眼向里内错
34、 停采线向里内错 式中：为层间距，33m；为开切眼侧的内错距离，/m；为停采线侧的内错距离，/m。将数据带入公式计算出开切眼侧和收作线侧的内错距离分别为19.1m，即若被保护层工作面严格按照保护范围进行布置，则被保护层工作面走向长度比保护层工作面走向长度短38.2m。3.1.3 目前工作面的布置方式 目前在8煤层保护层工作面的保护下，6-1煤层有两个被保护层工作面正在采掘作业，分别是W1607工作面和2611工作面。W1607工作面被W1805工作面保护正在回采，2611工作面由1811工作面和2813工作面共同保护正在风巷和机巷的掘进，下面以被保护层工作面2611工作面和保护层工作面1811
35、和2813、被保护层工作面W1607工作面和保护层工作面W1805为例说明一下目前的保护层开采巷道布置方式。2611被保护层工作面由1811和2813两个保护层工作面保护，2611工作面的保护层工作面1811和2813工作面分别于1998年和2005年3月收作。W1607工作面被W1805工作面保护正在回采，保护层工作面W1805于2005年10日收作。3.1.3.1 工作面介绍 1811保护层工作面基本参数：标高范围：-538-597m工作面走向长：900m工作面倾斜长：170m煤 层 厚 度 ：平均3m煤 层 倾 角 ：平均20工作面瓦斯压力：1.47MPa工作面平均瓦斯含量：9.02m3
36、/t工作面煤层赋存稳定，地质构造简单，适合于综合机械化采煤，按综合机械化设计，工作面设计平均日产量为20003000t。2813保护层工作面基本参数：标高范围：-582-663m工作面走向长：955m工作面倾斜长：145m煤 层 厚 度 ：平均3.4m煤 层 倾 角 ：平均22工作面瓦斯压力：1.58MPa工作面平均瓦斯含量：9.72m3/t与1811工作面的煤柱宽度：15m工作面煤层赋存稳定，地质构造简单，适合于综合机械化采煤，按综合机械化设计，工作面设计平均日产量为20003000t。 2611被保护层工作面基本参数：标高范围：-600-650m工作面走向长：905m工作面倾斜长：185m
37、煤 层 厚 度 ：平均4.2m煤 层 倾 角 ：平均20工作面瓦斯压力：1.95MPa工作面平均瓦斯含量：10.30m3/t工作面煤层赋存稳定，地质构造简单，适合于综合机械化采煤，按综合机械化设计，工作面设计平均日产量为20003000t。W1805保护层工作面基本参数：标高范围：-440-504m工作面走向长：1175m工作面倾斜长：181m煤 层 厚 度 ：平均3.65m煤 层 倾 角 ：平均8工作面瓦斯压力：0.89MPa工作面平均瓦斯含量：7.61m3/t工作面煤层赋存稳定，地质构造简单，适合于综合机械化采煤，按综合机械化设计，工作面设计平均日产量为20003000t。W1607被保护
38、层工作面基本参数：标高范围：-474-542m工作面走向长：1162m工作面倾斜长：151m煤 层 厚 度 ：平均4.2m煤 层 倾 角 ：平均12工作面瓦斯压力：1.24MPa工作面平均瓦斯含量：8.17m3/t工作面煤层赋存稳定，地质构造简单，适合于综合机械化采煤，按综合机械化设计，工作面设计平均日产量为20003000t。3.1.3.2 保护范围及巷道布置1811工作面和2813工作面的保护范围及2611工作面巷道布置见图3-2，经计算，8煤层工作面在6-1煤层的卸压保护边界线内错8.8m。1811工作面风巷侧在2611工作面上的保护边界内错8.8m， 2611风巷布置内错了20m，将风
39、巷布置于1811工作面的保护范围以内；2611机巷的布置位置内错了2813风巷20m，也完全处于2813工作面的保护范围，可以看出6-1煤层工作面机巷和风巷的掘进完全处于8煤层的保护范围内。根据图可以看出，8煤层区段煤层的影响范围位于2611工作面倾向中下部，8煤层的区段煤柱宽度为15m，导致考虑到卸压角的影响，2611工作面倾向上有32.6m的范围无法得到保护。 将保护层煤柱布置于被保护层垂向的中部，不仅使被保护层大片区域无法得到保护，而且还会在被保护层的对应位置上产生应力集中，导致煤层开采过程中灾害加重，应力集中的影响范围比根据卸压角计算出的未保护范围更大，产生的灾害更严重。 保护层181
40、1工作面倾向长170m，根据目前的被保护层巷道布置方式，则被保护层2611工作面倾向长185m。W1805工作面的保护范围及W1607工作面巷道布置见图3-3，经计算，8煤层工作面在6-1煤层的卸压保护边界线内错8.8m。W1805工作面风巷侧在W1607工作面上的保护边界内错8.8m，W1607风巷布置内错了20m，将风巷布置于W1805工作面的保护范围以内；W1607机巷的布置位置内错了W1805工作面机巷8m，W1607机巷外测未在保护范围内，根据图可以看出，W1607切眼以里382m范围内机巷未在保护范围内；因此，在W1607机巷掘进及切眼以里382m范围内回采期间要注意做好突出指标检
41、验工作。 图3-2 保护范围及2611工作面巷道布置示意图W1607机巷W1607风巷W1805机巷W1805风巷卸压保护边界线图3-3 W1805工作面保护范围及W1607工作面的巷道布置3.1.4 工作面瓦斯治理 保护层8煤层也为煤与瓦斯突出煤层，1811、2611和2813工作面都处于突出危险区，治理8煤层瓦斯没有保护层开采的条件，只能采用顺层孔预抽工作面煤层瓦斯消除突出危险，煤层巷道掘进采取“四位一体”局部防突措施。8煤层在回采过程中，除顺层孔抽放外，还采用顶板高抽巷抽放瓦斯，垂距8煤层顶板2022m，处于裂隙带范围内。回采过程中严格按照“四位一体”防突措施进行，当预测指标超标采取短钻
42、孔排放消除突出危险。3.2 开采11-2煤层保护13-1煤层13-1煤层厚度1.512.79m，平均6.06m，倾角为1022，平均倾角为16，煤层赋存较稳定，为煤与瓦斯突出煤层，煤层标高-600m以深为突出危险区。11-2煤层厚度为2.294.84m，平均厚度为3.64m，煤层赋存稳定，平均倾角为15，无突出危险性。两层煤层间距为6692m，平均层间距为76m，为考虑到治理13-1煤层瓦斯，采用开采11-2煤层作为下保护层保护13-1煤层。3.2.1 保护层与被保护层的基本参数保护层基本参数：煤层编号：11-2煤层煤层厚度：2.294.84m，平均厚度为3.64m煤层倾角：平均15突出危险性：无突出危险该区域煤层赋存稳定，煤层较厚，适合于采用综合机械化采煤，按综合机械化设计，工作面设计平均日产量为20003000t。被保护层基本参数：煤层编号：13-1煤煤层厚度：1.512.79m，平均6.06m煤层倾角：平均16最大煤层瓦斯压力：1.45MPa（一水平）最大煤层瓦斯含量：8.3
